JP6141798B2 - 回転電機のステータの製造方法 - Google Patents
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Description
複数のスロット(例えば、後述の実施形態のスロット23)を有するステータコア(例えば、後述の実施形態のステータコア21)と、
前記ステータコアに取付けられるコイル(例えば、後述の実施形態のコイル50)と、を備えた回転電機のステータ(例えば、後述の実施形態のステータ10)の製造方法において、
前記コイルは、前記スロットに挿入される複数のスロットコイル(例えば、後述の実施形態のスロットコイル25)と、前記ステータコアの軸方向端面(例えば、後述の実施形態の端面21a、21b)よりも軸方向外側において前記スロットコイル間を接続する複数の接続コイル(例えば、後述の実施形態の接続コイル40)と、を有し、前記スロットコイルと前記接続コイルとが接合部(例えば、後述の実施形態の当接面P2、P3)において接合されることによって構成され、
前記スロットコイル及び前記接続コイルは、平面状の板表面を有する板状導体によって形成されるとともに、前記スロットコイル及び前記接続コイルの前記板表面同士が前記接合部において接合されており、
前記スロットコイルの前記板表面には、前記スロットの内部から前記接合部に亘って溝部(例えば、後述の実施形態の溝部26d、27d)が形成されており、
前記接続コイルの前記板表面には、前記接合部に他の溝部(例えば、後述の実施形態の溝部111c、122c)が形成されており、
前記接合部において、対向する前記溝部と前記他の溝部間に軸方向からレーザー光を照射することで前記スロットコイル及び前記接続コイルを接合する。
前記スロットコイルの前記溝部は、軸方向に沿って形成されている。
前記他の溝部は、軸方向に沿って形成されている。
前記接合部において、前記スロットコイル及び前記接続コイルの前記板表面同士の内、前記溝部の形成されていない部分は面接触している。
前記溝部の深さ(例えば、後述の実施形態の深さX)よりも大きなレーザー集光径のレーザー光を照射する。
また、スロットコイルは、接合部の板表面にも溝部が形成されているので、例えばレーザー光でスロットコイルと接続コイルとを接合する場合に、スロットコイルの溝部がレーザー光の反射回数を増やすことによって接合部の溶融深さを深くでき、その結果、接合部の接合面積が大きくなりコイル同士の接合強度を高めることができる。
また、接続コイルにおいても、接合部の板表面に他の溝部が形成されているので、レーザー光でスロットコイルと接続コイルとを接合する場合に、接続コイルの溝部によってレーザー光の反射回数をさらに増やし、接合部の溶融深さをより深くすることができる。
また、スロットコイル及び接続コイルの板表面同士の内、溝部の形成されていない部分が面接触している場合でも、レーザー光が溝部に沿って接合部の深い位置まで到達できるので、接合部における接合面積の低下も抑制することができる。
図1及び図2に示すように、本実施形態の回転電機のステータ10は、ステータコア組立体20と、一対のベースプレート組立体30L、30Rと、を備え、ベースプレート組立体30L、30Rが、ステータコア組立体20の両側に配置されて組み付けられている。ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとの間には、例えば、シリコンシートなどの絶縁シート65が配置され、ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとを絶縁している。
ステータコア組立体20は、ステータコア21と、複数(図に示す実施形態では108個)のスロットコイル25と、を備える。
ステータコア21は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、複数(図に示す実施形態では108個)のティース22と、隣接するティース22間に形成される複数(図に示す実施形態では108個)のスロット23とを備える。スロット23は、ステータコア21の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア21の径方向に長い略長円形状に形成され、開口部24がステータコア21の内周面に開口している。
各スロット23に挿入されるスロットコイル25は、図5A、図5B及び図6も参照して、断面長方形状の板状導体である外径側スロットコイル26と内径側スロットコイル27とを有し、外径側スロットコイル26と内径側スロットコイル27の軸方向両端部を除く周囲が射出成形された樹脂などの断面長方形状の絶縁材28で被覆されて一体に形成されている。具体的に、外径側スロットコイル26は、ステータコア21の軸方向幅L1と後述する接続コイル40の4枚分の軸方向幅(4×L2)の和と略等しい長さ(L1+4×L2)に設定され、軸方向両端部がそれぞれ接続コイル40の2枚分の軸方向幅と略等しい長さ(2×L2)だけ絶縁材28から露出している。さらに、外径側スロットコイル26の軸方向一端部は、接続コイル40の1枚分の軸方向幅と等しい長さ(L2)分だけ周方向一方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部26aが形成され、外径側スロットコイル26の軸方向他端部は、接続コイル40の1枚分の軸方向幅と等しい長さ(L2)分だけ周方向他方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部26aが形成されている。
ステータコア組立体20の両側にそれぞれ配置されるベースプレート組立体30L、30Rは、図3及び図4に示すように、ベースプレート31L、31Rと、複数の接続コイル40と、を備える。
ベースプレート31L、31Rは、絶縁性を有する樹脂(非磁性材)等によって成形され、ステータコア21と略等しい内外径を有する略円環状部材である。
接続コイル40は、銅などの導電材料によって板状に形成されており、外側面溝37、37aにそれぞれ挿入される外側接続コイル41(41a、41b)と、内側面溝38にそれぞれ挿入される内側接続コイル42(42a、42b)とに分けることができる。なお、ここで言う外側接続コイル41とは、ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとが組み付けられたとき、ステータ10の軸方向外側となる接続コイル40のことであり、内側接続コイル42とは、ステータ10の軸方向内側となる接続コイル40のことである。
互いに当接する、外側接続コイル41の内径側端部111と外径側スロットコイル26の段差部26a、内側接続コイル42の内径側端部122と内径側スロットコイル27の段差部27a、及び、外側接続コイル41の外側接続コイル延出部113と内側接続コイル42の内側接続コイル延出部124は、いずれも板厚方向に対して交差する平面状の板表面同士が溶接により、好ましくはレーザー溶接により接合される。以下の説明ではレーザー溶接により接合する場合を例に説明する。
例えば、上記実施形態では、円周方向に隣接する3つのスロット毎に同相のコイルが配置されるトリプルスロットタイプのステータを例示したが、これに限らず、円周方向の1つのスロット毎に各相のコイルが配置されるシングルスロットタイプ、円周方向に隣接する2つのスロット毎に同相のコイルが配置されるダブルスロットタイプのステータを用いてもよい。
また、コイルの結線については、上記実施形態に限らず、任意の仕様を選択でき、直列結線及び並列結線も適宜選択できる。
また、上記実施形態では、直線状のスロットコイル25を用い、スロット毎にそれぞれ独立したスロットコイル25を挿入しているが、2つのスロットに跨って挿入されるU字形のスロットコイルにおいても本発明の適用は可能である。
また、上記実施形態では、スロットコイル25や接続コイル40の被膜を考慮していないが、比較的薄い被膜を有するスロットコイル25や接続コイル40であれば、プレスによる溝パターンの転写によって被膜を破ることなく溝部26d、27d、111c、113b、122c、124bを形成できる。
また、比較的厚い被膜が要求されるスロットコイル25や接続コイル40の場合は、任意の方法で導体に溝部26d、27d、111c、113b、122c、124bを形成した後、被膜処理を行えばよい。
また、必ずしも接続コイル40に、溝部111c、113b、122c、124bを形成しなくてもよい。
21 ステータコア
21a、21b 端面(軸方向端面)
23 スロット
25 スロットコイル
26d 溝部
27d 溝部
40 接続コイル
50 コイル
111c 溝部(他の溝部)
122c 溝部(他の溝部)
P2、P3 当接面(接合部)
X 溝部の深さ
Claims (5)
- 複数のスロットを有するステータコアと、
前記ステータコアに取付けられるコイルと、を備えた回転電機のステータの製造方法において、
前記コイルは、前記スロットに挿入される複数のスロットコイルと、前記ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側において前記スロットコイル間を接続する複数の接続コイルと、を有し、前記スロットコイルと前記接続コイルとが接合部において接合されることによって構成され、
前記スロットコイル及び前記接続コイルは、平面状の板表面を有する板状導体によって形成されるとともに、前記スロットコイル及び前記接続コイルの前記板表面同士が前記接合部において接合されており、
前記スロットコイルの前記板表面には、前記スロットの内部から前記接合部に亘って溝部が形成されており、
前記接続コイルの前記板表面には、前記接合部に他の溝部が形成されており、
前記接合部において、対向する前記溝部と前記他の溝部間に軸方向からレーザー光を照射することで前記スロットコイル及び前記接続コイルを接合する、回転電機のステータの製造方法。 - 請求項1に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
前記スロットコイルの前記溝部は、軸方向に沿って形成されている、回転電機のステータの製造方法。 - 請求項2に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
前記他の溝部は、軸方向に沿って形成されている、回転電機のステータの製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
前記接合部において、前記スロットコイル及び前記接続コイルの前記板表面同士の内、前記溝部の形成されていない部分は面接触している、回転電機のステータの製造方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
前記溝部の深さよりも大きなレーザー集光径のレーザー光を照射する、回転電機のステータの製造方法。
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